毛细管+置换通风空调的实验研究和CFD模拟

文章对顶板辐射和地板辐射供冷2种空调系统进行对比后发现,地板辐射空调系统室内空气温度可能高于顶板辐射空调系统,但是地板辐射对人体的辐射量远大于顶板辐射,并且新风在地板辐射系统中能够更快地送入人员活动区,其除热效率更高,因此地板辐射供冷系统对人体的作用效果并不逊色于顶板辐射供冷。基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)进行模拟验证,结果表明,顶板辐射与地板辐射2种方式供冷的误差不超过16%,考虑到室内模型布置较为复杂,误差在可接受范围内。     

地板供冷在西北地区实施的可行性

对国内地板辐射供冷研究和应用状况进行了简要总结回顾,对地板辐射供冷-置换通风复合系统的供冷量、防结露措施、新风与卫生条件、舒适性等作了总结介绍.     

地板辐射供冷系统建筑空间尺寸参量对热感觉的影响

热舒适度是环境舒适度的主要方面,目前,室内环境的热舒适受到越来越多的关注,多变的建筑空间以及复杂的空调系统都会影响室内人员的热感觉,进而影响室内人员的身心健康和工作效率.由于地板辐射空调系统主要依赖辐射换热,故采用地板辐射的建筑中室内人员的热感觉与建筑空间尺寸参量之间的关系尤其值得研究.在天津大学可变建筑空间综合实验平台进行实验,实验时间是2018年9月8日—13日,供冷空调末端是地板辐射,房间底面积有6 m×6 m和12 m×12 m,房间高度有3 m、5 m、7 m和9 m,共8种实验工况.采用主观调查问卷与热环境参数测量相结合的方法,主观调查问卷包括热感觉投票和热满意率百分比,实验过程中操作温度的波动范围是22.8～26.7℃.实验结果表明,夏季采用地板辐射供冷时,建筑空间尺寸参量对地板辐射供冷下被试者的热感觉有明显影响:对比两种底面积的空间中被试者在各高度下的热感觉,发现趋于狭窄的建筑中被试者感觉更热;对比8种建筑空间中热感觉随操作温度变化的斜率,发现越是狭窄、低矮的空间,被试者对热环境的变化越敏感;被试者的热中性温度随高宽比增大而减小,即趋于扁平的建筑中被试者的热中性温度越高.这对建筑设计和空调节能都具有一定指导意义.     

住宅用冷暖地板空调系统设计

结合我国夏热冬冷地区住宅用暖通空调设备能耗较高的状况，提出将地板辐射与新风空调机组配合用于室内供冷除湿及采暖的新型空调方式，这种把地板辐射在夏季用于供冷，在冬季用于采暖的系统称之为冷暖地板空调系统。介绍了住宅用冷暖地板空调系统的形式、构造及管材使用的注意问题。阐述了冷暖地板空调系统的优缺点及设计方法，该系统可提高住宅室内环境的舒适性和能源的有效利用效率。     

基于TRNSYS的地源热泵优化设计仿真模拟分析

利用TRNSYS瞬时仿真模拟软件建立地源热泵低温地板辐射供冷供热系统模型,对严寒地区办公建筑地源热泵低温地板辐射系统长期运行情况进行模拟,结合连续性实验,对软件模拟和实验得到的数据进行分析,并用实验得到的数据对数值模拟得到的结果进行验证.通过对不同机组选型、不同地埋管换热器钻孔个数、不同单位井深换热量工况下,系统长时间连续运行时机组平均COP以及土壤温度场进行模拟,发现机组容量越接近37.5 kW,COP越高,钻孔15～20个、单位井深换热量18～24 W时可以达到最佳运行效率.     

某办公建筑热舒适及能耗的正交法优化

以重庆某采用地板送风加辐射供冷空调系统办公房间为研究对象,考虑送风速度、送风温度、辐射顶板温度、辐射顶板安装高度等影响因素,以房间热舒适度和能量利用系数的综合评分为优化目标,运用正交法建立4因素3水平正交方案,通过数值计算和极差、方差分析得到各因素对综合评分影响次序,从而得到最优方案,并为此类型空调系统设计提供了参考.     

一种金属辐射板供冷能力的计算及其性能分析

辐射空调系统要求辐射传热组件的表面温度必须控制在露点温度以上以防止结露,这限制了其供冷量,导致辐射冷量不足。为此,本研究提出一种具有单位面积热流大、供冷量充足、换热系统简化(省去混水中心)等特点的新型的带有接水盘的金属辐射板,以期实现大温差供冷/供热。文中通过分析该新型铝板辐射板的结构参数和传热特性,建立简化的传热数学模型来估算其供冷量,并用实验验证了该模型的可靠性。结果表明,辐射板供冷量的计算结果与实验结果之间的误差在3. 8%以内,辐射板表面温度的计算结果与实验结果之间的误差在3. 6%以内。通过实验和模型计算得出辐射板总供冷量在120～160 W/m~2,总供冷能力远大于其他类型的冷辐射顶板。辐射板上表面供冷量占总供冷量比例约为80%,表明了辐射板上表面在大温差供冷条件下可实现了强供冷能力。室内0. 1～1. 7 m的垂直温度梯度小于1. 3℃,室内具有良好的舒适性。所构建的数学模型适用于分析含有接水盘的辐射板结构,可为大温差辐射板的设计和应用提供了参考依据。     

基于频域回归法的混凝土辐射供冷楼板非稳态传热模型的建立及验证

以辨识理论和反应系数法为基础,利用频域回归法计算混凝土辐射供冷楼板热力系统吸热和传热反应系数,建立混凝土辐射供冷楼板的二维非稳态传热模型.通过实验数据对所构建模型的计算结果进行验证.结果表明:稳态工况热流密度误差不超过6%,,表面温度误差在0.3,℃以内;非稳态工况热流密度误差不超过9%,,表面温度误差在0.5,℃以内.最后利用该模型计算了工程常用混凝土辐射供冷楼板的传热延迟时间,为其系统的负荷计算和运行策略提供参考.     

模块带腔地板辐射供暖系统数值模拟

为建立验证并完善模块带腔地板辐射供暖系统的CFD数值计算模型,运用数值计算模型对影响模块带腔地板辐射供暖系统的参数进行分析.建立模块带腔地板辐射供暖系统的计算模型,利用CFD软件进行模拟计算,分析供回水温度变化时地板表面平均温度,并与实验测得的数据进行对比,验证模型的正确性.利用验证后的模型,分析盘管间距对地板表面温度的影响.结果表明:所建立的CFD数值计算模型与计算方法是可行的;在供回水平均温度相同情况下,地板平均温度模拟结果与测试结果均存在1℃左右偏差,但相对偏差可以控制在5%以内.结论:盘管间距越大,模块带腔地板辐射供暖系统地板表面温度相对越低,间距对本系统的影响不可忽视.     

地板热辐射对室内热环境的影响

本文从建筑节能和热舒适的角度,探讨了利用地板辐射供热来改善室内热环境.并介绍了地板辐射供热系统的适用范围和施工方法.     

多种局部供冷方式下人体热反应特性

研究了热湿环境中不同局部供冷方式(辐射、传导、对流)下人体热反应特性.通过在热湿室内环境的试验房间内试验,收集人体主观反应数据,分析不同局部供冷方式对人体局部与整体产生的舒适效果差异.试验结果表明,在热湿环境中不同局部供冷方式作用下受试者达到稳定状态所需时间不同,局部对流供冷小于5 min、局部传导供冷10 min、局部辐射供冷20 min后受试者可达到稳定.对照组中对整体热反应影响程度较大的身体部位为颈部、大腿、背部;而在不同局部供冷作用下,对整体热反应影响最大的部位发生变化,变为被直接冷却的身体部位,分别为上臂(辐射)、前臂(传导)及头部(对流).根据热舒适投票值进行回归分析,环境温度低于27.55℃时,局部辐射供冷方式最优;27.55～28.96℃时,局部对流供冷方式最优;高于28.96℃时,局部传导供冷方式最优.     

基于RC简化传热模型的混凝土辐射顶板传热及供冷能力研究

为研究混凝土冷辐射板的传热情况并对其供冷能力进行分析,采用RC简化传热模型建立混凝土辐射板二维稳态的传热模型,对混凝土辐射板内部传热情况进行模拟,计算得到混凝土内部及表面温度场.根据计算结果分析不同供水温度、埋管间距情况下,冷顶板表面的温度分布情况及供冷能力.经过实验验证,RC简化传热模型对板内温度和供冷能力的计算误差小于6%;混凝土冷辐射板供冷能力受供水水温、埋管间距及流量的直接影响,当供水温度为11~14℃,总流量为0.26~0.33m~3/h,室内空气温度为25~26℃时,混凝土辐射板平均供冷量为40~50 W/m~2.     

一种新型辐射板供冷能力分析与优化

建立了一种含空气层的新型模块化吊顶辐射板传热模型,用实验验证了模型的可靠性,分析了辐射板的结构参数和运行参数对辐射板供冷性能的影响。性能分析表明:管间距、水温、塑料支撑高度、铜管外径对辐射板供冷能力影响较大,而管壁厚度和流速的影响很小;通过对参数进行优化,可以使辐射板供冷能力有很大提高。同时,提出了一个该类辐射板供冷能力的计算式,为这类辐射板的结构设计与运行分析提供了便利。     

地板供冷置换通风复合系统在住宅建筑中的应用

地板供冷是一种节能、舒适、经济的降温方式,尤其在我国北方地板供暖推广较快,必将由于其冷暖共用性而有广阔的应用前景。本文就地板供冷置换通风复合系统在住宅建筑中的应用进行了分析,以求达到提高空调系统全面发展的目标。     

地板直喷式多联机热泵系统夏季供冷实验及模拟分析

文中提出一种地板直喷式多联机热泵系统,以水平管程相差约35 m的山西省太原市内某建筑二层内两个房间为研究对象,对该系统在夏季供冷时的房间内地板表面平均温度、竖直温度分布、室内温湿度进行测量实验.利用Airpak 3.0软件,模拟房间的温度场、速度场,以及PMV(predicted mean vote),PPD(predicted percent dissatisfied)的分布.结果表明:模拟结果与实验结果基本一致,即采用地板直喷式多联机热泵系统夏季供冷,可以有效保证管程较长房间的地板表面平均温度,且与管程较短的房间地板表面平均温度相差在1 ℃左右;各房间同等高度温差也小于2 ℃;地板表面无结露现象;人员工作区域内-1.5≤PMV≤1.2,PPD≤20%,舒适性良好.     

热湿环境工位辐射空调加桌面风扇热舒适实验研究

为了研究热湿环境中工位辐射空调加桌面风扇供冷方式下的人体热舒适情况,采用环境测量和主观问卷相结合的方式,在环境背景温度分别为26℃,28℃和30℃(相对湿度80%)的人工环境实验室内测试了24名受试者的整体热感觉、热舒适、热可接受度和热期望.结果表明,热湿环境中,工位辐射空调加桌面风扇供冷方式能显著改善处于热湿环境中的受试者的热舒适情况,但在26℃时,其效果并不明显.虽然背景环境参数超出了舒适范围,在工位辐射空调加桌面风扇供冷方式下,受试者的热感觉随着时间的增加逐渐趋于中性,且室内环境温度达到30℃(相对湿度80%)时,仍有超过80%受试者表示可接受其所处环境.因此,工位辐射空调加桌面风扇的供冷方式有效地扩展了夏季室内舒适温度范围.工位辐射空调加桌面风扇供冷方式的研究为非中性环境中维持人体热舒适和降低建筑能耗提供了新的途径.     

辐射供冷空调系统下的人体热舒适性研究

为了深入研究辐射供冷空调系统下的人体热舒适性,对辐射供冷空调系统的传热机理进行了分析,合理简化了人体热平衡方程,获得了人体显热散热量、辐射对流散热量比与热舒适性的关系。实验及数值模拟结果表明:在辐射供冷空调系统下,人体热舒适性指标(PMV)与人体显热散热量之间具有较好的线性关系,利用该线性关系,可从人体热平衡的角度直接对人体热舒适性进行评价;人体辐射对流散热量比与热舒适性指标之间没有明显的相关关系,即人体辐射对流散热量比对热舒适性没有影响。因此,在保证人体热舒适性的基础上,可以通过提高人体辐射对流散热量比,即使辐射供冷空调系统具有较大的辐射末端面积、较低的辐射末端温度或较高的送风温度,从而达到建筑节能的效果。此项研究可为辐射供冷空调系统的热舒适性评价及系统设计提供参考。     

置换通风--辐射供冷复合系的统节能性分析

置换通风一辐射供冷复合系统因其在‘热舒适、室内空气品质和节能性等方面的诸多优点,在我国得到了一定程度的应用。本文通过对比不同的空调系统,对置换通风一辐射供冷复合系统的节能性进行分析。在此基础上,对此系统的能耗影响因素进行了分析。综合分析,得出置换通风一辐射供冷复合系统是一种很有发展潜力的新型空调系统,具有广阔的应用前景。     

论低温热水地板辐射采暖

低温地板辐射供暖系统以其众多的优点被广大消费者认可.本文对低温地板辐射采暖系统的设计安装的一些常见问题加以论述,希望以此能有助于该系统的设计和施工,促进该系统的进一步完善.     

置换通风加毛细管地板辐射空调的模拟研究

节能环保以及室内环境的舒适性是现代暖通空调技术发展的一个基本趋势.毛细管辐射空调由于其舒适性高、导热能力快、不占用建筑使用空间、节能效果明显等优点越来越受人们的关注.在此背景下,提出通过建立置换通风+毛细管地板辐射的热传导模型,数值模拟该复合空调供给的热湿环境参数,并与实验测得的温度、湿度、速度、PMV、PPD值进行对比,得出不同供水温度与换热量的关系,分析该复合空调的供冷能力.该研究为促进供暖/供冷一体化技术在长春地区的发展应用提供一定的参考价值.